浅谈轻骨料混凝土

摘要：轻骨料混凝土是以天然多孔轻骨料或人造陶粒作粗骨料，天然砂或轻砂作细骨料，用硅酸盐水泥、水和外加剂（或不掺外加剂）按配合比要求配制而成的干表观密度不大于1950kg/m3的混凝土。 轻骨料混凝土具有密度小、保温性好、抗震性好，适用于高层及大跨度建筑。成为当今混凝土领域发展趋势之一。

关键词：轻骨料；混凝土；发展现状

一、前言

高性能轻骨料混凝土已成为当今混凝土领域的主要发展方向之一，这是因为，优质的高性能轻骨料混凝土与传统混凝土相比强度高，且质量轻，而且耐久性好，因此在建造大跨度桥梁和超高层建筑时，结构自重会大幅度减轻，相应的材料的用量也会减少，基础荷载也会降低。从建筑节能方面考虑，在北方地区采用高性能轻骨料混凝土作外墙，冬季取暖能耗较传统的实心黏土砖或普通混凝土墙体节省约30%--50%，如考虑夏季降温能耗，使用能耗将节省40%--60%。以上这些都会提高建筑工程的使用性能，降低工程总造价节省了维护费用。此外，轻质结构用混凝土还是海上采油平台的理想建设材料，与现在的钢铁采油平台相比，具有安全度高、稳定性好、使用寿命长、维修费用低、综合造价低等优点，对开发我国的油气资源，实现能源的可持续发展具有重要的战略意义[1]。

二、轻骨料混凝土的特点

配制轻质结构用混凝土最有效的途径就是采用轻骨料。轻骨料表面粗糙多孔，有一定的吸水能力，这十分有利于改善混凝土的界面黏结，提高整体的强度；其吸水能力可做为水分存处器，先吸入一部分水分，在以后的养护过程中又释放出来，有利于水泥的充分水化。由于轻骨料混凝土具有轻质、高强等优点，它比相同强度等级的普通混凝土自重降低20%―30%。这就使结构荷载占有较大比例，并且对材料性能具有较高要求的高层建筑、大跨度桥梁、海洋工程等来说，轻骨料混凝土的这种性能具有较高的市场竞争力[2]。

轻骨料混凝土具有以下特点：

1、轻质高强:轻骨料混凝土的干表观密度一般为760~1950kg/,结构轻集料混凝土的干表观密度为1400~1950kg/,普通混凝土的干表观密度一般为2000~2800kg/,与之相比，轻骨料混凝土可减轻20%~40%，而其强度可以达到普通混凝土用的强度等级CL15~CL50。

2、抗震性能好:地震力和上部结构的自重成正比，当结构采用轻骨料混凝土将降低地震力。同时，由于轻骨料混凝土的弹性模量比同等级的普通混凝土低，结构的自振周期将变长，变形能力增强，结构破坏是将消耗更多的变形能，因此，轻骨料混凝土有利于改善建筑物的抗震能力和抵抗动荷载作用的能力。

3、抗裂性好:和普通混凝土相比，轻骨料混凝土的热膨胀系数和弹性模量较小，使得由于冷缩和干缩作用引起的拉应力相对较小，表现为轻骨料混凝土的抗裂性较好，这时改善结构的耐久性，延长结构的使用寿命是非常有利的，并有助于降低结构在使用期间的维修费用。

4、耐久性好:使用轻骨料能有效避免混凝土的碱集料反应问题，延长结构的使用寿命。

三、轻骨料混凝土在我国发展情况

我国轻骨料混凝土发展和应用相对较晚。从50年代开始研究人造轻骨料，先后研制成黏土陶粒、页岩陶粒和烧结粉煤灰陶粒，几经起伏目前年产量达300万立方米。据1990年对北京、上海、黑龙江、吉林、沈阳等10个省市不完全统计的资料表明，从70年代―80年代的10年中，用于房屋建筑外墙板的轻骨料混凝土约占其总量的50%；用于建筑砌砖占砌砖的27%。

90年代我国轻骨料混凝土的应用发生了出乎意料的变化。它在墙体中的应用从以高层建筑外墙板为主，改变成以高层建筑框架填充墙用的小型空心砌块位主地格局；而在承重结构中的应用不仅没有提高，反而有所减少，出现了近十年来的全国各地新建的万余栋高层、超高层建筑、大跨度桥梁和高速公路桥等，于是墙体材料得应用，而用于承重结构的高性能陶粒的生产与发展，并没有受到应有的重视，轻骨料混凝土发展缺乏统一的管理和协调[3]。

随着对建筑节能和建筑物功能性要求的提高，高性能轻骨料混凝土的研究和应用也得到了快速发展。据1995年不完全统计，以超轻陶瓷粒为主的各种陶粒年产量在200万立方米以上。如今，广州、乌鲁木齐、昆明、黑龙江和京津塘地区已成为超轻陶粒盛产基地。上海生产出堆积密度为700~800 kg/的粉煤灰陶粒和500 kg/以下的超轻陶粒；湖北宜昌生产的高强陶粒，可以配制出强度等级为C30~C60或更高的轻骨料混凝土。

随着宜昌、上海等地高强、高性能轻骨料的规模化生产，高强轻骨料混凝土，结构轻骨料混凝土 在我国已逐渐应用。

四、轻骨料混凝土存在的问题

轻骨料混凝土在我国已走过了近40年的研究和应用的历程。由于技术、经济和建设观念等的限制，该材料没有取得预期的市场份额。轻骨料混凝土行业存在的主要问题有：

技术水平仍处于初级阶段

企业生产规模小，生产工艺老套，产品分级处理随意，而且质量不稳定。基本上是没有环保设施的简陋生产线、污染严重、与国际水平差距正在拉大。

产品质量不理想

绝大多数的企业的人造轻骨料仅能达到普通轻骨料的质量标准，密度等级在300―900之间，颗粒均匀性差，强度不高，一般仅适用于制备非承重的混凝土制品，以轻骨料混凝土砌块、轻质内隔墙板、保温材料为主。严重制约了轻骨料在国内工程结构混凝土上的使用。

从业人员对轻骨料经济性认识不全面

综合评估轻骨料混凝土的结构工程发现，轻骨料混凝土依靠其自身的优点，会大幅度降低整体建筑物的成本。资料介绍，采用轻骨料混凝土可降低构筑物自重30%~40%，减少劳动强度约20%，减少材料运输量30%~40%，节省钢筋量10%左右，工程造价综合降低10%。但是，由于人造轻骨料比普通碎石、卵石的价格高出几倍，甚至几十倍，通常只简单地从混凝土单方面造价上进行核算，而不考虑整个建筑造价，结果成本较高，从而抑制了轻骨料混凝土的生产和应用。

五、结束语

轻骨料混凝土满足利废、节能原则,具有良好的经济效益和社会效益,对于实现建材工业的建筑节能和墙体改革的目标具有积极的推动作用。但目前轻骨料混凝土的质量和产量还远远不能满足建筑业高速发展的需要，并且存在许多问题。提高轻骨料混凝土的质量，大力推广应用轻骨料混凝土，仍是摆在所有技术人员面前的一项重要任务。

参考文献：

1.营建知讯 第120期PP.88.

2.陈豪吉，“以台湾地区生产的轻骨料探讨轻骨料混凝土的配比、制作及强度性质 “,博士论文，中兴大学土木工程系，1998。

3.曹家民，混凝土碳化对钢筋锈蚀的影响及防护措施探讨，华侨大学报，1994，1，58-62。